O tehnologie câștigătoare a Premiului Nobel poate ajuta coralii să supraviețuiască în oceanele din ce în ce mai calde

Un nou articol scris de un tânăr ambasador, Hajas Annamária. Proiectul „Game ON! Don’t let climate change end the game” adună tineri entuziaști care poartă destinul Pământului în inimă, dar mai ales sunt gata să se lupte împotriva schimbărilor climatice.

Tehnologia revoluționară de editare a genelor, denumit CRISPR / Cas9, poate ajuta la înțelegerea și, eventual, la schimbarea răspunsului coralilor la stresul cauzat de schimbările climatice. Cercetătorii de la Departamentul de Embriologie de la Institutul de Știință Carnegie din Statele Unite văd o oportunitate pentru utilizarea tehnologiei în eforturile de conservare a ecosistemelor fragile ale recifelor de corali.

Coralii sunt organisme marine care secretă calciu pentru a forma un schelet solid și voluminos. De fapt, astfel formând baza recifelor de corali. Pentru viabilitatea recifelor sunt esențiale și  algele care trăiesc în simbioză în celulele coralilor. Acest lucru se datorează faptului că aceste alge folosesc puterea soarelui pentru a produce hrană, iar o parte din aceasta ajunge la gazdele lor, coralii, ca recompensă.

Valoarea ecologică, economică și estetică a recifelor de corali este semnificativă. Viața sălbatică este extrem de bogată, oferind habitate pentru multe specii de pești și alte organisme marine. Aceștia joacă un rol important în viața multor comunități prin turism. Cu toate acestea, activitățile umane distrug mare parte a recifelor de corali. Încălzirea oceanelor, poluarea și acidificarea afectează negativ simbioza dintre corali și alge.

“În special creșterea temperaturii oceanului poate provoca pierderea algelor de corali. Acest fenomen se numește albirea coralilor, deoarece coralul are un aspect alb înfricoșător în absența culorilor conferite de alge. Fără nutrienții produși prin fotosinteză, coralii pur și simplu mor de foame” explică Cleves, șeful cercetării.

Sistemul CRISPR / Cas9 este o metodă de protecție a procariotelor împotriva virușilor, este de fapt un fel de sistem imunitar. Acesta poate fi utilizat într-un laborator prin introducerea enzimei Cas9 și a segmentului adecvat de ARN într-o celulă, enzima taie ADN-ul celulei într-un loc specific permițând modificarea genelor cu o precizie fără precedent.

În 2018, echipa condusă de Cleves a demonstrat prima utilizare a editorului de gene CRISPR / Cas9 pe corali. Gena responsabilă de reglarea răspunsului coralului la stresul termic a fost identificată folosind CRISPR / Cas9. Actiniile sunt rude apropiate ale coralilor, au relații simbiotice similare cu algele fotosintetice, dar cresc mai repede și sunt mai ușor de studiat. Prin urmare, de exemplu, actiniile aparținând genului Aitapsia sunt sisteme model adecvate pentru studiul de laborator a biologiei coralilor. Profitând de toate acestea, cercetătorii de la Universitatea Stanford au identificat o proteină în aceste actinii. Proteina de șoc termic activează o serie de gene implicate în răspunsul la stresul termic.

Folosind această descoperire, o altă echipă de cercetare condusă de Cleves a folosit CRISPR / Cas9 pentru a genera mutații în gena care codifică proteina de șoc termic  în specia de corali Acropora millepora. Fără proteina de șoc termic funcțională, coralul a fost rapid distrus când temperatura apei a crescut. Acest lucru a demonstrat importanța acestei proteine în reziliența sa în fața schimbărilor climatice.

“Înțelegerea factorului genetic în cazul toleranței la căldură a coralilor  este esențială pentru înțelegerea răspunsului natural al coralilor la schimbările climatice. Aceste informații vor contribui și la echilibrarea beneficiilor, oportunităților și riscurilor noilor instrumente genetice.” a zis Line Bay, cercetător principal la Institutul australian de științe marine și lider al echipei Reef Recovery, Restoration and Adaptation.

Cleves a adăugat: „De data aceasta ne-am concentrat pe o genă care afectează toleranța la căldură, dar există încă multe mecanisme pe care le putem explora pentru a înțelege cu adevărat biologia coralului și pentru a aplica aceste cunoștințe în conservare acestor ecosisteme importante”.

Cu toate acestea, este important de menționat că această metodă poate fi folosită doar pentru ameliorarea pe plan local a unor simptome ale schimbărilor climatice. Nu este o soluție reală, dar poate ajuta la supraviețuirea coralilor și a recifelor pe plan local. Avem nevoie de multă muncă pentru a rezolva problema reală, pentru a opri încălzirea oceanelor, reducerea poluării și a pescuitului excesiv.

Surse:

Carnegie Institution for Science. (2020, December 21). CRISPR helps researchers uncover how corals adjust to warming oceans. ScienceDaily. Retrieved January 2, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201221134146.htm
Carnegie Institution for Science: https://carnegiescience.edu/

Lăsați un comentariu

Adresa dumneavoastră de e-mail nu va fi publicată.Toate câmpurile marcate cu * sunt obligatorii.